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三峡库区地质灾害规程

发布时间: 2021-02-12 05:17:52

① 三峡库区重庆市巫山县滑坡灾害分布发育规律

高文军1叶晓华1陈中富2

(1四川九〇九建设工程有限公司,江油,621701;2重庆市巫山县地质环境监测站,重庆,404700)

摘要巫山县自然地质环境条件复杂,以滑坡为主的地质灾害发育,对库区移民迁建实施和人民生命财产安全影响严重。通过本次地质灾害防治规划监测预警专项调查评价工作,基本查明了滑坡的成生环境、类型与分布、形成机制、发育规律、危害状况等,为巫山县地质灾害的防治工作提供了基础资料。

关键词三峡库区滑坡灾害发育规律巫山县

前言

重庆市巫山县地处四川盆地褶皱山区的东缘,位于重庆市东部,地处长江三峡腹地,扼长江“黄金水道”,有“渝东大门”之称。自然地质条件复杂,地质灾害发育,所造成的危害严重。随着三峡工程建设和移民迁建工程的逐步实施,频繁的人类工程活动,对原有地质环境的改变在进一步增强,地质灾害发生的数量、频率、规模及危害性在进一步增加,对三峡工程建设、移民迁建工程实施及库区人民生命财产安全的影响在进一步加剧,已成为三峡库区地质灾害多发区和重灾区之一。2004年3月我公司受三峡库区地质灾害防治工作指挥部委托承担了三峡库区巫山县三期地质灾害防治规划监测预警专项调查评价工作,基本查清了巫山县地质灾害的分布发育规律,为有效的防治巫山县的地质灾害提供了重要的基础性资料。

1滑坡的成生环境

1.1地形地貌

库区地貌类型为侵蚀溶蚀中山地形和侵蚀剥蚀低山丘陵地形,从北至南两种地貌类型相间分布,以侵蚀剥蚀低山丘陵地形为主。低山丘陵地貌区地势较低缓,呈波状起伏,地形坡度一般为20°~400,以流水地貌为主,地表水系较发育,主沟长、坡降缓、谷底较宽,山体多被冲沟切割较深,坡型以凹型和阶状坡为主,坡上植被一般不发育,多为农耕地带,以旱地为主,该类地貌区滑坡强发育,分布集中。中山地貌区地势高陡,呈脊状起伏,地形坡度一般30°~600,部分达700以上,以岩溶地貌为主,地表水系弱发育,主沟深切,支沟短、坡降陡、谷地狭窄,坡型以凸型和直线型为主,坡上植被较发育,多为林地和草灌地,该类地貌区滑坡弱发育,分布零散。

1.2地层岩性

地层岩性以三叠系巴东组的砂质泥岩为主,大面积分布于库区北部大昌、福田、双龙一带的大宁河及中部三溪、巫山、南陵一带的长江岸坡地段,其次为南部官渡、石碑、培石一线的谷坡地段,为低山丘陵地貌区的主要地层,岩性软弱,力学强度低,易风化破碎,组成的斜坡表层普遍分布第四系残积、坡积和崩积的松散土石,多形成土质斜坡,易被降雨浸润软化和冲蚀,为库区易滑地层。三叠系嘉陵江组地层与巴东组地层相间分布,呈条带状,志留系至三叠系大治组地层分布零星,面积小,与嘉陵江组地层构成中山地貌区的主要地层,岩性为碳酸盐岩夹碎屑岩,岩石较坚强,力学强度较高,抗风化能力较强,组成的斜坡高陡,以岩质斜坡为主,在坡脚地段分布崩坡积松散土石,组成土质斜坡,是滑坡发生的地段。

1.3地质构造

地质构造控制了地形地貌的格局,也控制了地层岩性的分布。库区地质构造主体为褶皱,背斜与向斜呈规律性地相间分布,背斜展布地带为中山地貌区,以嘉陵江组等硬质岩层分布为主,向斜展布地带为低山丘陵地貌区,以巴东组地层分布为主,组成的斜坡有利于滑坡的形成,背斜构造轴部走向基本与山脊走向一致,组成斜坡不易形成滑坡。

1.4大气降雨与人类工程活动

库区位于巫山县境内中心地带,多年平均降雨量1049.3mm,年最大降雨量1356mm,月最大降雨量445.9mm(1979年9月),日最大降雨量141.4mm(1964年5月24日)。一年中降雨分布不均,主要降雨集中在5~9月,占全年降雨量的68.8%。调查的滑坡发生时间多在雨季,或一次大降雨过程延缓一定时间后发生滑坡。尤其是一次大降雨的中后期发生滑坡。陡坡垦殖、交通与城镇建设、移居安置迁建等人类工程活动,不但改变斜坡坡型与坡度,破坏岩土体结构,而且破坏生态环境,人为加大荷载等,促进了滑坡的形成与发展,在产生新的滑坡的同时,也会激发老滑坡的复活。

2滑坡的类型、分布及危害

2.1滑坡的类型

本次调查的滑坡189个,按物质成分、规模大小及稳定性等依据进行划分,滑坡全部为松散土石滑坡,崩塌均为岩质崩塌,大、中型滑坡占滑坡总数的91.5%,中、小型崩塌占崩塌总数的80%,处于潜在不稳定或不稳定的滑坡占总数的57.2%,崩塌均处于潜在不稳定状态(见表1)。

表1滑坡崩塌灾害分类表

2.2滑坡的分布

主要分布在长江、大宁河两岸,其次为官渡及抱龙一带。据统计,长江、大宁河两岸,各占调查总数的55.7%和34.5%,官渡至抱龙一带仅占调查总数的9.8%。从滑坡在地形高程和行政辖区上的分布情况来看,也存在着明显的差异性特点,以坝前水位175m高程为界,崩滑体前缘在175m(含175m)以下的涉水崩滑体为96个,不涉水崩滑体98个,分别占调查总数的49.5%和50.5%;分布于库区21个乡(镇)的崩滑体按分布数量以巫峡镇最多,共有43处,其次为曲尺乡、大昌镇和大溪镇,分别有28个、27个和25个,上述四个乡(镇)总共有123个,占调查总数的63.4%,各个乡(镇)分别占调查总数的22.16%、14.4%、13.9%和12.9%,龙溪、楚阳、大庙和笃坪四个乡(镇)分布最少,各有1个,其次为龙井、三溪各有2个;按城(集)镇和农村来看,以城(集)镇分布少,有34个,而大多数分布在农村,有160个,分别占调查总数的17.5%和82.5%。

2.3滑坡的危害

2.3.1滑坡危害现状

滑坡造成以下直接危害:对城乡工程建筑产生严重危害;对长江和大宁河航运、公路交通及运输具有破坏性影响;给城乡人民生命财产带来巨大损失;危害厂矿、企业、科教等企事业单位,给国家财产带来巨大损失;增大国家对三峡工程建设、城镇迁址及移民安置的直接投入。

造成以下间接影响:增加城乡人民心理负担,影响社会安定;对当地国民经济发展产生间接影响;导致水土流失、耕地损失、城乡人民生存生活环境恶化;使贫困山区贫困化加剧。

根据调查统计,滑坡已造成的危害主要表现为民房毁坏倒塌或开裂倾斜变形为危房,共计毁坏倒塌民房以及不能居住的危房21787m2,其次为人员死亡1人,水塘和埝渠局部变形破坏,以及公路开裂下沉和路基边坡垮塌等。

2.3.2滑坡危害预测

本次调查的滑坡可能发生的受威胁人数为39589人,受威胁的直接经济损失为105158万元,主要集中在巫峡镇、曲尺乡、大溪乡和大昌镇。而巫峡镇、官渡镇、大溪乡、曲尺乡、福田镇、大昌镇和南陵乡等7个乡(镇)的滑坡崩塌可能发生危害威胁人数为34770人,威胁直接经济损失为91050万元,分别占总数的87.8%和86.6%(表2)。

表2主要乡(镇)滑坡崩塌危害预测表

3滑坡的形成机制、发育特征、稳定性评价

3.1滑坡形成机制

3.1.1滑坡影响因素分析

(1)适宜的地形坡度和地形高差为滑坡的形成提供了空间条件。受河流侵蚀切割作用,谷坡较陡而临空,有利于斜坡岩土体在自重作用下临空卸荷,为岩土体滑动运移创造了空间条件。斜坡坡度和坡形是主要地形因素,库区滑坡多发生于坡度为20°~40°,坡形为凹型或阶状的斜坡。

(2)软弱岩土体为滑坡的形成提供了物质条件。组成滑坡体的岩性均为第四系松散土石,粉质粘土或粉土与碎块石混杂堆积物,结构松散,与下伏基岩接触面是滑坡形成的滑移控制面。

(3)暴雨是滑坡形成的主要孕灾因素。降雨年年发生,每年降雨时间和强度集中,季节性周期特征明显,每到雨季大量降雨尤其是暴雨对斜坡土体浸润、冲蚀、软化,降低其稳定性,引发滑动变形,是滑坡形成或突发的主要因素。

(4)人类活动是滑坡形成的重要促进因素。人工削坡、开挖、加载等工程活动,改变斜坡坡形和坡度,破坏岩土体应力结构和应力平衡,降低斜坡稳定性,促进滑坡的形成和发展。人为垦殖、毁林等经济活动,松动斜坡表层土石,破坏了植被固土保水的能力,增强了降雨对土体冲刷,促进了滑坡的形成和发展。

(5)水库蓄水降低了滑坡的稳定性,加剧滑坡滑动变形。库水位附近岩土体含水量急剧增大,滑坡土体受水饱和、冲刷等作用,抗剪强度大幅度降低,易引发滑坡部分地段失稳滑动变形破坏,从而降低整个滑坡的稳定性,激发滑坡复活。

3.1.2滑坡变形特征

库区滑坡在不同的时间均发生过不同程度的活动变形,初始时间一般在20世纪80年代末期至90年代初期,90年代末期是一个活动高潮期,大多数滑坡发生了较强烈的滑动变形,2003年蓄水前后一段时间内滑坡的活动性又开始增强。本次调查的滑坡变形现象主要是近年来发生的,部分滑坡变形还是最近时间发生或增强而明显的。其主要特征表现为:

(1)地表位移、拉裂。受人为耕种、封埋等原因,地表位移裂缝多被全部或部分破坏,迹象已不明,现有迹象表明地表拉裂缝长度一般30~100m,最长为200m,水平位移宽度一般1~10cm,最宽为100cm,垂直位移高度一般1~10cm,最大为100cm。

(2)地表浅表层小规模的滑动破坏。主要发生于斜坡坡面,两侧谷坡及前缘陡坡地段,造成地面发生局部塌陷,为局部滑动变形强烈而发生破坏的现象。

(3)建筑物变形,为常见的保留迹象较明显的变形特征。主要分布在民房建筑地段,在公路、挡墙、水渠等建筑物地段也有迹象,以民房墙体开裂、倾斜、倒塌,地基拉裂、位移下沉、公路路基下陷、路面拉裂位移以及挡墙和水渠边坡鼓裂、垮坍等现象为主要变形特征。墙体裂缝长度一般2~10m,宽度一般0.5~2cm,最宽为5cm,错位倾斜距离一般0.1~1cm,最大为10cm,地基拉裂缝长一般5~20m,宽0.2~1cm,最宽7cm,位移下沉高度一般0.2~1cm,最大为5cm。

(4)树木歪斜,水塘或水田漏水,地面洼地或湿地以及地面鼓丘等变形特征有少量表现。

3.1.3滑坡形成机制

根据调查分析,滑坡发育分布规律主要受控于地层岩性、地质构造、地形地貌、大气降水及人类工程活动,地层岩性、地质构造、地形地貌是滑坡形成的内在基础条件,大气降水入渗和人类工程活动是滑坡诱发的主要动力因素。

区内滑坡均为松散土层滑坡,滑体物质为粉质粘土、粉土与碎块石混杂,碎块石块径差异较大,磨圆度一般较差。在母岩为泥岩的滑坡中,碎块石块径在2~150mm之间;在母岩为灰岩等坚硬岩石的滑坡中,碎块石块径在5~400mm之间,碎石土密实度在松散—稍密之间,粉质粘土、粘土为坚硬—硬塑—可塑,遇水后易软化,可塑性增强,向软塑、流塑方向转化,易形成蠕滑或流动,滑面多为第四系与基岩接触面。且斜坡坡度较陡,多在20°~40°之间。降雨后,地表水渗入土体,至强风化顶面或基岩顶面运动,形成沿斜坡面的向下的径流,进而软化冲蚀土体,强度下降,加之切坡开挖、人为加载、水库蓄水等人类工程活动的影响,促进了滑坡发生发展。

3.2滑坡发育规律

3.2.1地貌类型上的差异性与地形坡度上的集中性

库区中部低山丘陵区滑坡集中发育分布,调查112个,占总数的59.3%,其次为北部低山丘陵区和南部低山丘陵区,中部中山区和南部中山滑坡零星分布,分别调查了6个和5个,各占总数的3.2%和2.6%;滑坡发生的斜坡坡度一般为20~40°,以30~40°斜坡最多,达102个,占总数的54.0%。

3.2.2地层岩性上的集中性

软弱的岩土体为主要易滑地层。斜坡岩土体是滑坡形成的物质基础,控制了滑坡的发育分布,岩性软弱的岩土体,构成的斜坡易发生滑坡。滑坡绝大多数发育在巴东组地层出露区,占总数的90.5%,嘉陵组地层出露区滑坡占总数5.3%,志留系至二叠系地层出露区滑坡占总数的4.2%,

3.2.3地质构造上的差异性

向斜构造区滑坡发育强烈。滑坡主要发育分布在巫山向斜和大昌、水口向斜构造地带,滑坡数量分别占总数58.2%和22.2%,其次为官渡、培石向斜构造地带,滑坡数量占总数的10.5%,背斜和断层构造地带发育分布很少,分别占总数的6.9%和2.1%,

3.2.4时间上的季节性

滑坡发生发展时间集中在雨季。根据调查,滑坡灾害形成的影响因素表明,降雨尤其是暴雨是滑坡灾害形成的主要诱发因素。巫山县降雨丰沛,多年平均降雨量为1049.3mm,降雨集中在每年的5~9月,其降雨量占全年降雨量的68.8%,降雨强度大,多大雨和暴雨,最大一日降雨量达141.4mm,因此,库区滑坡灾害多发生在每年雨季,主要集中在雨季的5~9月发生。

3.3滑坡稳定性评价

根据滑坡形成的地形地貌、地层岩性和降雨等自然地质作用以及开挖、加载和水库蓄水等人类工程活动影响,结合滑坡变形特征和变形发育史,定性评价滑坡的稳定性。

3.3.1稳定性现状评价

在评价滑坡目前稳定状况时,考虑到滑坡影响因素相类似的条件下,将滑坡近年来尤其是最近时间发生或活动加强而增大的变形特征,作为评价滑坡稳定性的半定量依据,其评价结果稳定和基本稳定滑坡81个,占调查总数的42.8%,潜在不稳定和不稳定滑坡108个,占调查总数的57.2%,见表3。

表3滑坡目前稳定状况统计表

3.3.2稳定性预测评价

在预测滑坡发展趋势时,考虑到滑坡目前稳定状况和潜在不稳因素(如水库蓄水、降雨、开挖、加载等)的强度,周期以及它们对滑坡稳定性的影响,重点分析水库效应对涉水滑坡稳定性的影响。三峡库区蓄水位已于2003年6月达到坝前135m高程,按蓄水计划安排2007年9月至2009年汛前,库水位达到坝前156m高程,以后按坝前175m水位方案运行。在水库正常运行下,145~175m高程为库水位急剧变幅带,对于本次调查的96个涉水滑坡而言,滑坡前缘处于此变幅带内,水位升高时,岸坡土体浸泡于水中,地下水位抬高,引起土体软化,坡体静水压力增大,水位急剧下降时,将导致滑体内外产生水头差而形成动水压力,同时地下水流出时会携带大量粘性物质和细颗粒,使坡体架空而失稳产生塌滑,在未采取防治工程措施的条件下,涉水滑坡均会发生不同程度的塌岸,从而引发滑坡部分或整个滑动变形破坏,因此,由于水库效应的影响,不稳定滑坡大量增加。

3.4滑坡主要诱发因素

根据调查分析,在诱发滑坡的暴雨、冲蚀、库水位、开挖、加载及地震等诸多非地质孕灾因素中,暴雨是主要的自然诱发因素,开挖加载是主要的人为诱发因素。随着三峡工程坝前135m水位蓄水以后,库水位已成为影响滑坡稳定性的重要因素,水位继续上升过程中和以后变化时,对滑坡稳定性的影响会日益严重。

3.4.1暴雨是诱发滑坡的主要自然因素

库区滑坡集中分布于长江、大宁河等干支流河谷岸坡地带,地貌类型为低山丘陵地形,人口密度大,耕地大量分布,农业经济活跃,同时生态环境脆弱,植被条件差,斜坡岩土体失去植被保护后,雨季暴雨会大量入渗,既增大了岩土体容重,降低其抗剪强度,又在土体与下伏岩层接触带形成地下水活跃地带,产生静、动水压力,促进滑动面的发育形成,使斜坡岩土体向不利于稳定的方式发展,诱发滑坡的形成和发展,大量滑坡发生时间集中在每年雨季(5~9月),其滑动变形或破坏均与大量降雨密切相关,由此说明暴雨是诱发滑坡的主要自然因素。

3.4.2开挖和加载是诱发滑坡的主要人为因素

由于库区淹没城集镇、道路、居民点、工厂等人口和设施的迁建安置,人类工程活动日益活跃,影响范围和发生强度不断加大,切坡开挖及坡体上荷载增加现象频繁发生,既改变了斜坡形态,增大边坡坡度和高度,又破坏了岩土体内部结构和应力平衡,同时毁坏生态植被,对地质环境造成不同程度的改变和影响,降低了斜坡的稳定性,促进了斜坡土体的变形破坏,诱发了滑坡的形成与发展。近年来巫山县新城区,双龙镇等城镇迁建中出现的多处新滑坡,大昌镇春早村庙湾子等移民迁建小区发生的滑坡等等,均与切坡开挖、增加荷载等人类工程活动密切相关。

3.4.3水库效应对滑坡稳定性的影响作用明显增强

库区二期蓄水至坝前135m水位以后,除部分位置低的滑坡被全部或大部分淹没外,还有一些滑坡如巫峡镇红岩子滑坡、江东咀滑坡以及双龙镇下湾村向阳坪滑坡等,滑坡前受此水位影响,降低了滑坡的稳定性,出现新的蠕动变形现象。如向阳坪滑坡,位于大宁河右岸,滑坡前缘被库水位淹没,2003年7月下旬,民房水泥地面和砖墙出现新的裂缝,至2004年4月5日调查发现,地裂长度一般2.6~6.9m,最长19.2m,宽度一般0.3~1.6m,最宽7m,下沉距离最大为14cm,滑动变形迹象明显,说明库水位对滑坡的稳定性影响较强烈。

水库蓄水对滑坡稳定性的影响主要是通过饱和浸泡水位附近的岩土体,改变其水文地质条件,使岩土体容重增大,抗剪强度急剧下降,水位波动冲刷岸坡产生塌岸,以及水位回落产生的动水压力的作用等影响方式,导致滑坡部分或整体滑动变形或破坏。随着库水位上升至坝前175m水位,在145~175m之间波动时,对库区滑坡稳定性的影响会更加显著。

4结语

(1)巫山县库区自身的自然地质环境条件较差,自然地质作用产生的地质灾害发育,以滑坡灾害为主要类型,具有点多面广、规模大和危害重的特点。随着三峡工程建设和移民迁建工程的逐步实施,人为作用诱发的地质灾害不断发生,危害加剧,使巫山县库区成为三峡库区地质灾害的易发区、多发区和重灾区之一。

(2)本次调查的滑坡均为松散土石滑坡,大中型滑坡占91.5%,现状条件下处于潜在不稳定或不稳定的滑坡占57.2%;主要分布在低山地貌区,集中在中西部长江沿岸的巫峡镇、南陵乡、曲尺乡和大溪镇,以及北部大宁河沿岸的大昌镇、福田镇和双龙镇。

(3)滑坡主要成生于三叠系巴东组地层出露的斜坡地带,地形坡度为20~40°的斜坡是滑坡发生的优势地形,坡度过陡则易形成崩塌。发生滑坡的斜坡坡形主要是凹型,均为土质结构斜坡,堆积土层与下伏基岩接触面常构成控滑结构面,受降雨或地表水垂直入渗,接触面润滑软化,堆积土层含水饱和,粘聚力下降,与下伏基岩间抗剪强度大幅降低,从而产生滑坡或变形。

(4)降雨和人类工程活动是诱发滑坡崩塌的主要因素,也是较地质环境条件更为活跃的影响因素。在水库效应的影响下,滑坡变形破坏以前缘坍滑—牵引后退—暂稳定—再坍滑后退直到稳定的形式发展,水库效应是主要复活诱发因素,因此应加强涉水滑坡的防治工作。

(5)巫山县以滑坡为主的地质灾害发育,危害严重,应加强监测预防、应急处理、工程治理等工作。

② 三峡大坝库区可能引起哪些地质灾害

三峡大坝蓄水,巨大的水压可能对地下岩层有压坏的可能,引起局部地震。如果库区岩土不实,容易发生渗透。水位升高,对库区的山体作用,形成山体滑坡。

③ 三峡库区地质灾害防治为库岸稳定提供了有力保障

中国地质调查局武汉地质调查中心

三峡工程筹备工作开展以来,各部门地质工作的重心在于查清区域稳定性与地震地质条件、库区及坝址区水文地质条件、近区岩土体类别与分布特征等工程适宜性、基础性地质问题。自1993年三峡工程开工后,地质工作逐步转为以施工地质保障为主,并对库首链子崖危岩体、黄蜡石滑坡等特别重大的地质灾害体开展了紧急勘察治理工作。2002年1月25日国务院正式批准的《长江三峡库区地质灾害防治总体规划》(以下简称《规划》),标志着三峡库区地质灾害防治工作正式启动。各相关部门按照《规划》的指导原则,分阶段对库区地质灾害开展了调查评价、勘查治理和监测预警等工作,为三峡水库蓄水后的库岸稳定提供了技术支撑,为库区人民生命财产安全乃至经济社会平稳发展做出了贡献。

一、地质灾害调查与科研工作为岸坡稳定性评价提供了技术支撑

针对三峡库区高陡岩质边坡及危岩体分布发育状况不清、存在蓄水失稳风险的情况,武汉地质调查中心开展了“长江中游宜昌—江津段环境地质调查”,以人口相对集中的11个城镇作为主要调查区,筛查典型危岩体232个,确定了对长江航道安全存在重大威胁的龚家方至独龙不稳定斜坡、箭穿洞和万州鸡哈寨等10余处危岩体,提出了包括监测、工程治理等为主的综合预防措施(图1)。如2007年在秭归县沙镇溪镇发现咸水井滑坡局部活动,滑坡体上的国家电网500千伏输电铁塔受到威胁,技术人员根据铁塔上的铭牌地址通知并函告了国家干线电网的有关部门,国家电网随即组织实施了滑坡勘察和治理工作,保障了电网的安全运行。2009年4月初,调查人员发现龚家方至独龙一带的高陡斜坡岩体出现多处变形迹象,及时向重庆市政府进行了汇报并建议加强监测,同时将大宁河口至横石溪口上水航道向江心方向迁移100米。重庆市政府随即采纳了迁移航道的建议,将龚家方至独龙不稳定斜坡纳入到重庆市地质灾害监测预警系统。

2010年7月,中国气象局发出三峡库区可能出现极端暴雨天气的预测后,武汉地质调查中心、湖北省地质环境监测总站和重庆市地质环境监测总站紧急开展了“长江三峡库区汛期地质灾害排查”工作,对上游江津市至下游秭归县的二十余县市区的主要地质灾害隐患进行了排查,及时处置存在变形和重大威胁的灾害隐患点上百处,编写地质灾害应急处置报告百余份,为当地政府做好突发性地质灾害提供了技术安全、经济可行的决策方案。

二、监测预警工作成功预测多起地质灾害,避免了人员伤亡和财产损失

按照国务院、三峡建设委员会有关文件精神,国土资源部三峡库区地质灾害防治工作指挥部、中国地质环境监测院及鄂渝两省市地质环境监测总站积极行动,在库区建立了较为完善的地质灾害监测预警体系,将GIS、GPS、RS等技术引入到地质灾害监测预警领域。目前已对库区近200处重要的地质灾害隐患开展了专业监测,对近2000处一般隐患点开展了群测群防工作,初步实现了地质灾害监测数据和预警信息的网络化管理。国土资源部还与中国气象局合作,开展了汛期突发性地质灾害的气象预警预报,并通过电视、互联网、手机短信等媒体发布地质灾害预警信息,成功预测了以秭归县千将坪滑坡为代表的多起地质灾害的发生,有效地减轻了人员伤亡和财产损失。

2003年以来,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心联合重庆市巫山县国土资源局、重庆市地质环境监测总站等单位,开展了“地质灾害预警关键技术方法研究与示范”、“库水波动下地下水孔隙水变化实时监测与地质灾害预测评价”等工作,建立了基于钻孔倾斜仪深部位移监测、GPS地表变形监测、时间域反射技术(TDR)、孔隙水压力监测等监测手段为主的监测预警示范站,实现了地质灾害监测技术优化集成、监测数据的远程传输和监测信息互联网实时发布,对我国地质灾害监测预警技术和灾害信息管理起到了显著的推动作用。

武汉地质调查中心于2009年启动的“三峡库区高陡岩质边坡成灾机理研究”已获得阶段性成果,建立了高陡边坡失稳模式,确定了边坡失稳判据,对边坡失稳可能产生的涌浪进行了预测模拟。

图1 长江三峡巫峡段重要危岩变形体分布示意图

④ 三峡库区滑坡灾害四级预警级别划分

为了加强对三峡库区三期地质灾害防治监测预警工程中所涉及的数百专个专业监测滑坡属的预警工作,根据前述滑坡预测预报的基本理论和方法,建立了三峡库区滑坡灾害四级预警级别划分标准,并制定了表格“三峡库区滑坡灾害监测预警四级预警级别划分的综合判定”(表5.1),可供承担三峡库区三期地质灾害防治监测预警使用。

表5.1 三峡库区滑坡灾害监测预警四级预警级别划分的综合判定

续表

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⑤ 国土资源部关于做好年三峡库区地质灾害防治工作的通知

国土资发〔2013〕29号

湖北省国土资源厅、重庆市国土资源和房屋管理局:

为贯彻落实党的十八大关于加强生态文明建设的重要精神和《国务院关于加强地质灾害防治工作的决定》,加强三峡库区地质灾害防治工作,现将2013年有关事项通知如下:

一、充分认识库区防治工作的重要性

三峡库区地质条件复杂,地质环境脆弱,在库水位大幅涨落和降雨、工程建设等因素综合作用下,崩塌、滑坡等突发地质灾害防治难度大。党的十八大把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业五位一体的总体布局,将生态文明建设提升到新的战略高度。两省(市)国土资源主管部门要深刻领会党的十八大精神,坚持以人为本,充分认识防治工作的极端重要性、长期性和艰巨性,在认真总结三峡工程试验性蓄水地质灾害现状、特点及规律的基础上,夯实巡查排查、专家驻守、监测预警、应急处置、督查督办“五道防线”,精心组织开展防治工作。

二、认真编制实施年度项目实施方案

两省(市)国土资源主管部门要按照三峡后续工作规划安排以及三峡后续工作规划年度实施指导意见,认真组织编制年度工程防治项目和搬迁避让实施计划(年度项目实施方案)并提出年度资金预算申请并及时上报。年度项目实施方案包括工程治理项目(含工程后期维护及效果监测)、监测预警项目(含监测能力建设、日常安全监测与防范)、应急能力建设、突发地质灾害应急项目以及科学研究项目等。列入年度实施方案的工程治理项目,应具有经审查的勘查报告、初步设计和概算。

三、加强防治项目监督管理

两省(市)国土资源主管部门要严格按照国家有关规定,对防治项目实行资质管理,承担勘查、设计、施工、监理、技术评估的单位必须具有部颁发的相应资质。要加强对项目的指导、监督,确保设计合理、质量可靠。建立健全项目统计信息报告和档案管理制度,及时收集、整理、统计有关信息,于每季度第三个月向部报告有关情况。严格按照国家有关规定和三峡库区地质灾害防治技术要求,做好档案管理工作,资料信息采集入库统一使用三峡库区地质灾害防治信息系统软件。

四、全面开展隐患巡查排查

两省(市)国土资源主管部门要结合往年试验性蓄水情况,充分利用前期调查监测、巡查排查等工作成果,全面开展汛期和试验性蓄水期间的隐患巡查排查工作。重点针对城镇、乡村、旅游景点等人员聚集区,库岸、公路等交通要道沿线和重大工程项目施工区。对发现的隐患点要逐一登记造册,纳入群测群防工作体系,落实防灾责任人和监测人员,重大隐患要在开展勘查、科研的基础上加快落实工程治理或搬迁避让等措施。

五、加强监测和预警预报

两省(市)国土资源主管部门要加强与水利、气象等部门的合作,实时掌握雨情水情和趋势,做好地质灾害气象预警预报。要强化专业单位技术人员分片驻守库区各区县工作机制,加强技术指导和专业监测工作。要将应急预案和减灾措施落实到县(区)、乡(镇)和村组负责干部、群测群防监测人员和受威胁群众。对新发现有变形迹象的隐患点,要尽快落实群测群防和专业监测措施,掌握变形发展动态。对尚未实施工程治理或搬迁避让受威胁人员的隐患点,要加强监测。完善预警预报信息发布渠道,及时发布预警信息,为防治工作提供科学依据。

六、做好应急值守和信息报送

两省(市)国土资源主管部门要完善值班制度,落实专人负责值守,明确信息报送责任,规范报送程序,确保信息报送及时、准确、畅通。充分利用三峡库区地质灾害防治信息与预警指挥系统进行信息报送。发现险情,要及时按规定上报并启动应急预案,划定危险区并设置警戒线,协助地方政府组织群众避险,避免群死群伤事故发生。遇有险情威胁航道的情况,要及时通报航运部门。灾害发生后,要强化技术指导,协助地方政府开展抢险救灾工作,防止发生次生灾害。

七、深入开展宣传教育和培训

两省(市)国土资源主管部门要通过开展贴近实际、简便易学和群众喜闻乐见的宣传形式,全面普及预防、辨别、避险、自救等知识,提升干部群众临灾自救互救能力。要在所有隐患点设立警示牌和宣传栏,及时向受威胁群众发放防灾、避险明白卡,组织所有隐患点周边群众开展简便实用的应急演练,明确险情发生后撤离转移的路线和避让地点。充分发挥驻守库区专家和专业技术人员优势,通过集中培训、现场指导等方式对群测群防监测员、基层管理干部开展培训,提高防灾减灾骨干力量专业水平。

2013年是全面贯彻落实党的十八大精神的开局之年,是实施三峡后续工作地质灾害防治任务的关键之年,请务必立足防大灾、应大急、救大险,切实采取有效措施,努力避免和减少人员伤亡和财产损失。

国土资源部

2013年4月1日

⑥ 国土资源部关于做好三峡水库近期调度期间地质灾害防治工作的通知

国土资电发〔2011〕77 号

湖北省国土资源厅、重庆市国土资源和房屋管理局、三峡库区地专质灾害防治工作指挥部属:

2011 年 5月20日,国家防办组织召开了三峡水库近期调度会商会,研究决定三峡水库近期按以下调度方式运行: 5月20日~ 24日,按日均流量 10000 立方米每秒左右控泄; 5月25日~6月10日,按日均流量 11000 立方米每秒左右控泄。

请你们根据工作安排,进一步加强汛期地质灾害防治,强化巡查排查、监测预警、应急值守和应急处置,配合做好水库调度工作。

如有重大情况,请及时报部。

国土资源部

二〇一一年五月二十日

⑦ 年度三峡库区地质灾害防治工作情况

(2014年1月14日)

2013年,中国地质环境监测院三峡地质灾害监测中心(三峡库区地质灾害防治工作指挥部,以下简称“三峡中心”)深入贯彻落实党的十八大、十八届三中全会精神,在国土资源部地质环境司(地质灾害应急管理办公室)、三峡库区地质灾害防治工作领导小组办公室、中国地质环境监测院(地质灾害应急技术指导中心)的正确领导下,紧紧围绕三峡库区地质灾害防治这一中心工作,坚持对上支撑、横向指导,坚持长远防治能力建设、日常监测应急指导两手抓,有序推进各项工作。三峡中心全体同志齐心协力,认真履职,圆满完成了项目管理、监测预警、应急处置等重点工作,实施了能力建设、队伍建设、制度建设等基础工作,取得了良好的成效。全年三峡库区未发生地质灾害造成人员死亡失踪,连续11年保持库区地灾无伤亡的良好局面。同时,对以往工作进行了梳理,初步确定了2014年重点工作。

一、强化业务支撑,指导落实防治措施

三峡中心认真履行库区地灾防治专门技术机构的支撑、指导职能,全面落实司、院的工作部署,加强调查研究、协调联络和监督检查,确保防治目标科学合理、防治措施落到实处。

(一)组织开展防治趋势预测,明确年度防治任务。在部组织下开展了库区地灾防治趋势会商工作,会同两省市国土部门对2013年三峡库区滑坡、库岸崩塌等灾害发生趋势进行了研判,指导库区市县对全年防治工作趋势做了深入研判,进一步明确了防治重点。

(二)做好行政管理支撑保障,督促落实防治要求。协助地质环境司做好姜大明部长巡库工作以及在此期间召开的库区地灾防治工作会商会,提前准备了丰富的技术资料。会后,与部应急中心、重庆市局和湖北省厅共同完成了巡库检查工作。

(三)多次组织全面巡查排查,指导强化防治措施。6月,组织开展了第二轮库区地质灾害防治检查指导工作。7月,配合部派出的2个工作组分别赴两省市开展第三轮检查指导工作。派员参加了国务院三峡办175米试验性蓄水水位消落期巡库工作和2013年三峡工程试验性蓄水安全巡查。

(四)指导开展地灾隐患排查,全面掌握隐患情况。指导两省市按照部要求,在汛前开展全面排查,在重要时点巡查。组织专业技术人员对排查成果资料进行了整理,入库26个区县10821处(段)再排查数据1.6万条。在长江三峡水利枢纽工程竣工环境保护验收调查中使用了这些成果。

(五)积极承担规范编制任务,推动提升工程质量。参加了地灾防治行业标准规范框架体系、目录和实施方案的起草工作,作为牵头单位组织开展地质灾害信息系统、监测、施工、监理、综合管理等类型共24项标准规范的编制工作,并作为主编单位承担其中21项的编制工作。

二、强化项目管理,全面完成工作任务

按照三峡后续工作总体规划要求,如期完成了后续地灾治理年度项目实施方案组织编制、项目审核,完成了三期治理工程竣工验收等工作。

(一)顺利完成三期地灾治理工程质量国家级行政验收。协助地质环境司、领导小组办公室组织了三期地灾治理工程竣工国家级行政验收,包括国家级工程竣工初步验收和最终验收鉴定书等资料汇编整理,行政验收意见起草,重大地灾治理工程现场检查组织等。

(二)完成二、三期治理工程档案归档与信息化成果验收。根据峡库区二期三期治理工程档案及信息化终验成果意见,验收通过重庆库区22个区县中18个。达到汇交标准并已办理成果资料移交的区县有6个。按照年度计划推进治理工程信息化验收,建立了工程数据库。

(三)完成三峡库区三期地质灾害防治科学研究成果验收。组织专家完成了三峡库区地灾防治科学研究项目共七个专题20个课题和监测预警工程专业监测的“滑坡预报模型和预报判据建立项目”验收。

(四)有序推进后续工作防治项目组织实施。一是完成地灾防治项目初步设计。二是组织专家完成地灾防治项目初步设计技术审查。三是编制完成地灾防治2013年实施方案,配合部向国务院三峡办报送方案。

三、强化监测预警,有效避免人员伤亡

坚持群专结合的工作格局,在帮助指导地方落实群测群防措施的基础上,对重要隐患进行专业监测,辅以地灾气象预警预报信息服务,使近库区隐患周边60万人的生命安全得到了保障,2013年库区地灾继续保持零伤亡。

(一)加强专业监测网络建设。完成了200多处专业监测的复测与验收,收集分析225处滑坡监测资料,预警滑坡14次。开展了122个滑坡预报模型研究。召开了专业监测工作会,建立数据采集和传输系统,采集入库信息约12万条。

(二)指导群专结合的监测工作。在汛前下发了关于加强库区地灾监测预警工作的通知,召开库区地灾防治工作会议,指导两省市构建和完善监测预警体系。汇总分析每月群测群防监测资料,制作科普宣传片1部,出版宣传画册一本。

(三)加强气象预警预报。充分利用气象等部门资源,实现了库区降雨诱发地灾精细化预报,形成系列预报产品,有效服务于库区。在2013年底地灾气象预警预报现场会,汇报展示了库区地灾气象预警预报平台,效果良好。

(四)完成地质环境公报。完成了三峡工程生态与环境监测公报——《三峡工程生态与环境监测系统蓝皮书》(2012年)涉及的地质环境专项报告,宣传了库区地灾防治成效,为有关方面提供了可靠的地质环境信息。

四、强化应急处置,提高应急工作效率

三峡中心高度认识应急工作的重要性,紧密联系环境司、地调局、监测院,保持高度的责任感和政治敏感性,认真谨慎做好突发灾情险情和舆情的处置工作。

(一)加强应急值守,及时报送防治信息。严格执行全年24小时应急值守制度和应急调查处置制度,与两省市、26个县区建立了通畅的信息传送渠道。全年上报信息50多次,中办国办采用6篇次,部采用19次,及时报告了防治工作成效、防治工作进展等。

(二)完善指挥系统,确保应急工作效率。完成了应急会商视频会议系统维修升级及其与应急指挥系统的集成。完善应急监测指挥车和应急通信平台,升级了视频会议系统,实施15次应急演练和野外训练,编写10期应急演练报告,时刻为应急提供稳定可靠的设备保障和熟练的技术支撑。

(三)及时启动响应,指导开展应急处置。共组织开展了重庆武隆巷口镇木林危岩、鸭江镇白果树滑坡、白马镇二台坪泥石流、羊角场镇庆口危岩,云阳县外郎小学滑坡等近10起地灾应急调查,提出了险情应急处置建议。3名专业技术人员被聘为部地灾应急专家,按要求报送专家工作情况。

五、强化能力建设,努力提升防治水平

从基地建设、科学研究、科普宣教、信息化建设等着手,软硬结合,全面提升三峡中心的防治技术能力,树立三峡库区地灾防治技术排头兵的良好形象。

(一)地灾防治科学研究成绩突出,防灾认识不断深入。一是建立了地灾预报模型判据。二是全面展开三峡工程环保验收的地质环境影响专题调查工作。三是启动三峡水库日降幅对防治工程影响调查评价研究。四是编制完成滑坡泥石流监测技术标准,提交了初步研究成果。

(二)全面建成地灾防治信息系统,信息服务显著提升。完成了年度中心计算机网络系统和两省市、区县地质环境监测站计算机广域网系统维护等工作,保证了网络系统、视频会议系统、卫星传输系统和专线网络的正常工作,为防治工作正常开展提供了稳定的网络服务。

(三)推进监测试验示范基地建设,示范作用逐步增强。基本完成了基地大楼改造工程施工,构建了气象监测网、地灾气象预报预警平台建设,完成了滑坡预报模型与判据试用验证评估,监测预警示范作用进一步增强,试验基地的硬件设施条件将得到进一步改善。

(四)系统整理地质灾害成果资料,规范档案资料管理。整理地灾工作成果资料5000余册,完成档案立卷1000盒,电子文档上传服务器,实现办公资料共享查阅,并建立了成果资料收交、借阅、发送程序,建立了档案台帐,进一步规范了档案资料管理。

(五)积极申报国土资源科普基地,拓宽科普宣传渠道。成功申报第三批国土资源科普基地,获部命名科研实验类国土资源科普基地。按要求编制了科普工作规划计划,加强科普能力建设。编制了《百年圆梦——三峡库区地质灾害防治工程史诗画册》,彰显防治工作成就。

六、强化队伍建设,积极提升管理能力

三峡中心着力打造一支思想过硬、业务精通、作风扎实的高素质人才队伍,着力建设一个制度完善、责任明确、奖惩分明的高效率管理体系。

(一)加强队伍建设,规范技术管理。引进技术人员3名,通过实施“给压力,挑担子”工程,提高队伍整体素质,安排12人次参加部、院培训。加强了技术质量管理,基本实现了技术业务管理制度化。

(二)推行目标管理,完成防治任务。按照院要求,围绕三峡库区地灾防治中心工作,推行了目标管理,统筹兼顾,保证重点,完成了年度防治任务。

(三)强化安全生产,严防事故发生。贯彻安全生产责任制,全年车辆安全行驶,安全生产实现零事故的目标。加强保密工作监督和检查,整改隐患,没有发生泄密事件。

(四)规范经济管理,强化资产管理。以预算管理为核心,逐步规范预算管理和经济活动等,使经济管理与业务管理协调推进。

(五)加强党建和文明创建,促进中心工作。深入学习贯彻党的十八大、十八届三中全会精神,坚决落实院党的群众路线教育实践活动实施方案,被院党委授予“先进基层党组织”称号。编制了2013年工会工作计划和活动安排,大力推进文明创建活动,促进了中心工作上新台阶。

七、把握工作要点,为三峡做出新贡献

2014年,三峡中心将紧密结合部关于全国地灾防治工作的总体部署和库区防治工作的具体要求,继续保持高度警惕,戒骄戒躁,兢兢业业做好库区地灾防治工作。

(一)工作思路。一是不断加强三峡库区地灾防治后续规划项目实施的协调、指导、监督和检查,认真履行职能,支撑部、局、院工作。二是进一步推进三峡库区地灾监测预警实验基地建设,继续推进三峡库区地灾监测预警体系建设,培养人才,改善基地条件,系统总结三峡库区地灾防治技术,在试验研究、技术培训和推广应用等方面建成全国地灾防治试验示范创新基地。三是建立和完善三峡库区地灾防治信息中心,支持防治管理和决策。

(二)工作重点。一是年初开展趋势分析,形势研判,确定防范重点地区,明确主要防治措施,配合部做好工作部署。二是配合部开展巡库指导工作,在汛期、大范围强降雨、175米蓄水等期间,组织专家开展巡查指导,督促地方加强防治措施。三是督促指导两省市提前完成2014年开展项目的前期工作,做好年度防治实施方案的编制报送。四是指导地方实施好防治工程,保持专业监测和群测群防体系高效运行。五是加强应急值守,及时启动应急响应,指导地方政府做好突发灾情险情的应急处置。六是完成三峡工程竣工验收涉及地灾的各项工作,按时提交防治工程验收报告。

中国地质环境监测院三峡地质灾害监测中心(指挥部)

2014年1月14日

⑧ 浅议三峡库区地质灾害预警工程常用监测方法及应用

王爱军1,2薛星桥1,2

(1中国地质大学(武汉),湖北武汉,430074;

2中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所,河北保定,071051)

【摘要】长江三峡库区地质灾害预警监测是服务于地质灾害防治、保障三峡工程建设安全的主要基础工作。开县、万州区、巫山县的38个滑坡灾害专业监测点,采用大地形变监测、深部位移钻孔倾斜仪监测、地下水动态监测、滑坡推力监测、地表裂缝相对位移监测、GPS全球卫星定位系统监测、TDR时间域反射监测和宏观监测等综合系列监测方法。每个滑坡灾害点,采用2种以上监测方法,分别监测滑坡体地表内部变形或受力变化;重要灾害点采用4~5种方法同时进行监测,以便进行对比和综合分析。对滑坡监测及监测成果统计分析,多种监测数据成果具有明显的一致性和相关性,反映了滑坡体的变形情况和特征,证实监测方法合理有效,监测成果将为地质灾害预警工程和地质灾害防治工程提供可靠依据。

【关键词】三峡库区地质灾害预警工程监测方法应用

1前言

长江三峡库区自然地质条件复杂,是地质灾害的多发区和重灾区。三峡工程的兴建和百万移民工程,在一定程度上改变了原有地质环境的平衡状态,加剧了地质灾害的发生。随着三峡工程建设的不断推进,库区地质灾害对三峡工程和库区人民生命财产安全的影响日益增加,及时有效地防治库区地质灾害已成为三峡工程建设的重要任务之一。地质灾害预警监测工作是实现地质灾害防治的主要基础工作。

三峡库区共有38个滑坡灾害专业监测点在进行专业监测工作,其中重庆市开县14个、万州区14个、巫山县10个。

2监测方法

2.1大地形变监测

采用全站仪监测。在滑坡体外选取地质条件较好、基础相对稳定的点位作为监测基准点,在滑坡体上选择有代表性的点位作为监测点,标志点全部采用混凝土强制对中监测墩。

2.2深部位移监测

采用钻孔倾斜仪进行监测。在滑坡体上选择有代表性的点位布置测斜钻孔,分别在其主滑方向和垂直主滑方向上进行正反两回次自下而上的测读,监测点间距0.5m,使用移动式“CX-01型重力加速度计式钻孔测斜仪”,监测数据稳定后自动记录,每期监测共记录4组数据。

2.3滑坡推力监测

在滑坡体上选择有代表性的点位布置钻孔,在钻孔中选择适当的深度部位,预置一系列滑坡推力传感器,用传导光纤连接至地面,每次监测采用“BHT-Ⅱ型崩塌滑坡推力监测系统”测量记录各点数据。

2.4地表裂缝相对位移监测

在裂缝的两侧适当部位安置数套裂缝计,进行原位裂缝相对位移监测。机械式监测具有干扰少、可信度高、性能稳定特点,监测记录数据可直接做出时间—位移曲线,测量结果直观性强。仪器一般量程范围在25~100mm间,读数器的分辨率为0.01mm,操作温度在-40℃~+105℃之间。

2.5地下水动态监测

在滑坡体上选择有代表性的点位布置钻孔,对地下水水位,孔隙水压力、土体含水率、温度等参数监测,采用自动水位记录仪、孔隙水压力监测仪等仪器监测。其中孔隙水压力监测仪的孔隙水压力量程为-80kPa~200kPa,分辨率0.1kPa,精度0.5%F·S;土体含水率量程为0至饱和含水率,分辨率1%;温度量程为0~70℃,分辨率0.1℃,精度1%F·S。

2.6GPS全球卫星定位系统监测

在滑坡体外选取地质条件较好,基础相对稳定的点位,作为监测基准点;在滑坡体上选择有代表性的点位作为监测点,标志点全部采用混凝土强制对中监测墩,观测时采取多点联测。GPS监测方法,可进行全天候监测,不受通视条件限制,同时监测 X、Y、Z三维方向位移量,方便灵活,并可监测灾害体所处地带的区域地壳变形情况。采用的美国 Ashtech公司生产的UZ CGRS型GPS,最小采样间隔1s,最少跟踪和接收12颗卫星,使用Ashtech Solution 2.6软件解算,精度可达水平3mm+1ppm,垂直6mm+2ppm。

2.7时间域反射测试技术(TDR)监测

即采用电缆中的“雷达”测试技术,在电缆中发射脉冲信号,同时进行反射信号监测。在滑坡体上选择有代表性的点位布置监测钻孔,将同轴电缆埋入监测孔,地表与 TDR监测仪相连接,把测试信号与反射信号相比较,根据其异常情况判断同轴电缆的断路、短路、变形状态,推断出电缆的变形部位,进而推算滑坡体地层的变形部位和位移量。TDR监测采用了固定式预置同轴电缆,成本低,可进行自上而下的全断面连续监测,量程范围大。

2.8宏观监测

以定期巡查方法为主,对变形较大的滑坡体,据其变形特征布置一定数量的简易观测点进行定期观测,及时掌握其变形动态。

对于每个滑坡灾害点,采用2种以上监测方法,分别监测滑坡体地表变形和滑坡体内部变形或受力变化,重要灾害点采用4~5种方法同时进行监测,以便进行对比和综合分析。监测点的布置应重点突出,控制滑坡的重点部位;照顾全面,力求能反映滑坡体整体变形情况。钻孔孔口周围用混凝土浇筑,布置精确监测点位。

3监测效果分析

根据2003年7月至12月滑坡灾害专业监测数据资料,初步分析三峡库区地质灾害预警工程监测方法及应用效果。

3.1大地形变监测

大地形变监测,开展了开县大丘九社和巨坪九社滑坡、巫山县狗子包滑坡和板壁塘滑坡,共4个滑坡的监测。以下以开县大丘九社滑坡为例简述监测效果。

大丘九社滑坡位于开县镇东镇大丘九社斜坡上,滑坡平面形态近似矩形,剖面上呈凹型;分布高程205~300m,滑体长约250m、宽约300m,面积710万m2,估计厚度20m,体积约140万m3。滑坡发育于侏罗系中统沙溪庙组(J2s)紫红色泥岩及砂岩互层组成的平缓层状斜坡中,滑坡体的物质组成主要为砂岩及砂岩碎块石土,表层为松散土壤,局部出露砂岩碎块石,为崩滑堆积体滑坡。

图1开县大丘九社滑坡累计位移量曲线图

(a)X方向(b)Y方向(c)H方向 D1——监测点编号

大丘九社滑坡体上布置了3排监测点,每排3个共计9个监测点,滑坡体对面斜坡上布置了2个基准点,分别在2个基准点进行监测。监测网布置既控制了整体滑坡体又突出重点,采用前方交汇法施测。

8月5日进行了首次测量,9月21日进行D1第二次测量成果与之对比,表明变形趋势明显,滑体向 NEE向滑移。10月24日监测成果表明各监测点的变形趋于缓和。11月和12月监测成果表明各监测点无明显变化(见图1)。监测数据与宏观调查定性分析相一致。

利用全站仪进行大地形变监测,其特点为监测方便,可随时对一些危险滑坡监测,既可以在滑坡体上设置永久性监测桩,又可以设置临时性监测桩;监测精度高,测点中误差可达到3.5mm;不仅能测定相对位移,而且能监测绝对位移;在满足测量条件下可进行连续监测,监测滑坡滑移的全过程,不存在量程限制。但该仪器监测受天气因素和光线条件制约,难以在雨雾条件和夜间实施监测,且受地形和通视条件制约,施测以人工操作为主,不易实现自动化监测。

3.2深部位移钻孔倾斜仪监测

深部位移钻孔倾斜仪监测点为开县6个滑坡、16个钻孔,巫山县5个滑坡、19个钻孔,万州区8个滑坡、24个钻孔,共计19个滑坡、59个钻孔。以下以开县虎城村滑坡为例简述监测效果。

虎城村滑坡为堆积层滑坡,位于开县长沙镇虎城村斜坡。该滑坡在平面近似矩形,剖面为凹形,分布高程330~400m,纵长约300m,横宽约500m,滑体估计平均厚度12m,面积15万m2,体积180万m3。滑坡发育于侏罗系中统沙溪庙组(J2s)紫红色泥岩及泥质粉砂岩组成的水平层状岩层斜坡上,滑体上部为崩坡积紫红色碎石土层。滑坡威胁居民400余人及其财产安全。该滑坡布置了3个深部位移钻孔倾斜仪监测钻孔。

Kx-162钻孔位于滑体的中部。2004年10月,在9.5~10.5m测试深度处发生明显的位移变形,本月变形量5.56mm,变形方向247°。11月,没有增大趋势,累积形变4.58mm,略小于10月份累积变形量,变形方向253°(见图2)。

Kx-165钻孔位于滑体的下部。2004年10月,在15.0~16.5m测试深度处发生明显的位移变形(见图3),本月变形量5.45mm,变形方向241°。11月,没有明显的增大趋势,累积变形5.39mm,同10月份累积变形量相近,变形方向240°。

地质灾害调查与监测技术方法论文集

图2开县虎城村滑坡 Kx-162钻孔位移随深度变化曲线

(a)EW方向(b)SN方向

图3开县虎城村滑坡Kx-165钻孔位移随深度变化曲线

(a)EW方向(b)SN方向

深部位移钻孔倾斜仪监测方法,可在滑坡体上一定部位布置的钻孔中,监测滑坡体内垂直方向上的浅层、中层、深层、滑动带等滑移方向和相对滑动位移量;但在滑坡发生较大或急剧加速的位移变形时,由于钻孔和孔内测斜管变形、破坏,测斜仪探头不能送入钻孔之内,可能使钻孔失去监测价值。

3.3 滑坡推力监测

滑坡推力监测共设有2个测点、4个钻孔:巫山县淌里滑坡钻孔2个,曹家沱滑坡钻孔2个。以下以淌里滑坡为例简述监测方法与效果。

淌里滑坡位于巫山县曲尺乡长江干流左岸斜坡上,滑坡在平面形态上呈不规则的圈椅状,前缘分布高程90m,后缘高程400m,平均坡度约30°~40°,纵长约800m,横宽150~250m,滑体厚20m,面积24万m2,体积490万m3。滑坡发育于三叠系巴东组(T2b)灰岩、泥灰岩、泥岩中,滑体物质主要为泥灰岩及泥岩碎块石土,表层多为松散土层,下部碎块石土结构密实。

Ws-t-tzk1推力孔位于滑体的下部,Ws-t-tzk2推力孔位于滑体的中部。其滑坡推力监测成果数据见图4、图5。推力监测曲线图表明,各次监测数据规律性强,基本一致,传感器没有发现明显的数值变化。滑坡推力监测结果与宏观监测结果和同时进行的钻孔倾斜仪监测结果相一致,说明此阶段滑坡暂时处于相对稳定的微变形状态。

图4巫山县淌里滑坡 Ws-t-tzk1钻孔滑坡推力监测曲线图

图5巫山县淌里滑坡 Ws-t-tzk2钻孔滑坡推力监测曲线图

滑坡推力监测方法属于固定点式监测,在钻孔中预置传感器,用传感光纤连接,在地面用滑坡推力监测系统采集传感信息,可在滑坡体上一定部位布置的钻孔中,自上至下监测滑坡体内垂直方向上的浅层、中层、深层、滑动带等滑坡推力变化量,可定期进行数据采集监测;在对采集和传输处理系统进行改进的基础上,可实现无值守自动化连续监测。

4结论

(1)通过多手段的综合监测,掌握了被监测滑坡体的表面、内部自上至下滑移带的变形及受力情况,数据综合分析表明其反映了滑坡位移变化及动态特征,取得了进行灾害预警的重要基础数据资料,说明采用的监测方法合理有效。

(2)钻孔倾斜仪深部位移监测方法,当滑坡体发生一定量缓变位移后,部分钻孔不能再进行全孔施测,造成勘察监测资金浪费和滑坡体监测点及监测部位减少。

(3)目前一月一次的监测周期,难以保证在滑坡发生滑移险情时能进行有效监测。为此应在进行专业监测的同时,进行群测群防监测。特殊情况下,对危险滑坡灾害点,调整监测方案,进行加密监测或连续监测,使监测满足预警预报要求。

(4)从长远发展考虑,监测应以免值守、易维护、低成本、固定式、自动化快速连续采集传输和半自动化监测及人工监测相结合为方向,以建立起高效的地质灾害监测网络与地质灾害预警系统。

参考文献

[1]王洪德,高幼龙,薛星桥,朱汝烈.链子崖危岩体防治工程监测预报系统及效果.中国地质灾害与防治学报,2001,12(2):59~63

[2]王洪德,姚秀菊,高幼龙,薛星桥.防治工程施工对链子崖危岩体的扰动.地球学报,2003,24(4):375~378

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